[发明专利]利用高多孔性主体材料实现聚合物基质中金属填料的均匀且更高负载的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年5月4日提交的印度专利申请1164/MUM/2009号的优先权。在此处通过引用并入上述申请的全部内容。

背景技术

本部分提供本公开内容有关但未必是现有技术的背景信息。本公开内容涉及多孔性填充材料上的导电性金属涂层。该公开内容描述了制备这样的填充材料的方法以及将该材料用于电应用和/或热应用的方法。

复合材料的电导率和热导率的增强需要合适的填料及高填料负载。用于制备导电性制品的典型填料包括：金属，金属盐(如铝盐等)，陶瓷(如钙盐、氮化铝、氮化硼、磷酸钙、羟基磷灰石、碳酸钙、硫酸钙以及上述物质的组合等)和碳(如从纳米到微米尺寸范围的各种形式的碳纤维、石墨、碳黑等)。导电性和导热性制品制造领域的主要目的是用最少数量的填料达到所希望的性能值。高电导值和热导值需要更高的填料负载。填料具有不同的密度，因而会导致偏析(特别是较高密度时)。由于该原因，填料的均匀分布很难实现。而填料的不均匀分布将会导致不良和不一致的性能。

由于在如注射成型等加工过程中粘度的提高，难以实现填料的高负载。而且，密度差异引起偏析，导致了不均匀。传统地，将诸如银或镍等金属涂层涂布到玻璃珠或者聚苯乙烯球的表面上以减少填料成本。尽管这种方式可以在较低成本下提供较高的传导性，然而很小的不连续性就将导致传导路径的失败。

在金属填料或载体颗粒的制造过程中，金属与主体颗粒间界面处的分离存在重大挑战。由于填料颗粒和涂覆于其上的金属存在不同的界面性质，因而随着时间变化或环境变化(特别是温度变化以及加工中的剪切)，金属将很可能与填料颗粒分离，导致传导性降低。

为了防止粉末颗粒-金属分离及制造紧密附着有金属涂层的粉末颗粒，本领域中其他人还通过制造经过蚀刻在其表面引入凹凸从而增加表面积以增强金属附着的填料颗粒，来试图改善上述问题。粉末颗粒也经过硅烷耦合剂(例如单体硅烷，通常为γ-氨基丙基三乙氧基硅烷)处理以提高金属附着。粉末颗粒也可以经过例如环氧树脂等有机树脂处理，以提高金属附着。

发明内容

本部分提供当前公开内容的概括性描述，并非是其完整范围或所有特征的全面公开。

一方面，提供了金属涂覆填料的实施方式，所述金属涂覆填料包括具有孔洞的多孔性填料颗粒和涂覆于填料颗粒上及孔洞内的金属颗粒。

另一方面，本技术提供了涉及制备金属涂覆填料的方法的实施方式。在示例性实施方式中，该方法通常包括：将有机二醇溶液和多个多孔性填料颗粒混合以获得支持混合物；将金属盐溶液与所述支持混合物接触形成反应混合物；和将所述反应混合物加热到约50℃～约200℃的温度范围内的温度。所述金属盐溶液中的金属阳离子被还原成金属颗粒并且排布在多孔性填料颗粒上和填料颗粒孔洞表面上。所述方法也可以包括可选的分离步骤以借助过滤、离心、沉降技术等分离金属涂覆填料。

包含在此公开的金属涂覆填料的制品和/或通过在此公开的方法制备的制品可以包括导电性和/或导热性制品，例如胶带、聚合物膜、聚合物复合材料、高导热性可注射成型热塑性复合材料、高导电性可注射成型热塑性复合材料、导电浆料等。所述制品可以包括还具有其他高长径比填料的涂覆多孔颗粒。

其他应用范围将由此处提供的描述变得显而易见。此概述部分中的描述和具体实例仅出于说明的目的，而非意在限制本技术的范围。

附图说明

图1中A～D是依据本技术制备的铜和银涂覆珍珠岩硅质填料颗粒的扫描电镜照片。A和B显示了不同放大倍率下，具有铜涂覆颗粒的膨胀珍珠岩，C和D显示了不同放大倍率下，具有银涂覆颗粒的膨胀珍珠岩。

图2是依据本技术的实施方式制备的银涂覆于铜涂覆珍珠岩硅质填料颗粒上的扫描电镜照片。

应当注意的是在此列举的附图旨在例示本技术中材料和方法的一般特征，出于描述某些实施方式的目的。这些附图可能未准确地反映任意给出实施方式的特征，也未必意在限定或限制本技术范围内的具体实施方式。

具体实施方式

下列技术的描述在性质上仅是对主题、制造方法以及一个或多个发明的应用的示例，并非意在限制本申请或可能要求作为本申请优先权的其他申请或者由此颁布的专利中要求保护的任何具体发明的范围、应用或用途。在阅读此处阐述的本技术的描述时，必须考虑下列定义和非限制性指示。